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基于Flexsim的物流仓储作业优化分析

更新时间:2009-03-28

近年来,随着电商等虚拟经济的飞速发展,“双十一” “双十二” “京东618”等网络促销季异常火爆。与此同时,网络促销季期间巨大的成交量也给生产厂商和快递行业的仓储服务带来了巨大考验,短时间内出现仓库爆仓现象的公司不在少数。如某服装公司是一家线上线下同步经营的大型服装企业,在网络促销季期间公司的仓储作业也难免遭遇爆仓问题。本文以某服装公司仓库的仓储作业系统为研究对象,引入Flesxim仿真软件,建立并运行仿真模型,通过对模型数据进行分析,找出引起爆仓的原因,并给出优化方案。

桩身完整性是检验基础桩是否满足承载要求的重要指标。通常采用低应变反射法进行测试,这种测试方法的依据是:在激振锤敲击基础桩桩顶时,其质点的震动会产生应力波,在应力波从桩顶传至桩底并反弹回时,桩身的阻抗变化会对应力波形成反射,使得反射信号传感器接收到的信号在进行计算机分析时,造成曲线的波形、相位、振幅等因素的改变。工作人员会根据这些变化,分析出桩内是否存在缩径、扩径、离析、夹泥等情况,进而了解基础桩的桩长、质量是否达标,并采取必要的措施进行改进。

1 基于Flexsim的物流仓储作业仿真

1.1 物流仓储作业仿真模型建立

运用Flexsim进行建模,主要包括构建模型布局、定义物流流程、设置模型参数3个方面。

1.1.1 构建模型布局

某服装公司仓库整体布局为U型 (见图1),是集入库、存储、出库为一体的半自动化仓库。根据仓库实际所需设备、人员在Flexsim软件中建立相应临时实体。实物与临时实体对照情况见表1。

1.1.2 定义物流流程

以入库作业为例,该仓库的入库作业流程包括货物入库、货品的分拣、暂存、打包登记等环节。通过发生器模拟货物的入库,利用分拣传送带将不同类型的货物进行分类并运送到传送带上,再由仓库操作人员打包登记,搬运到暂存区。采用同样的方法对存储作业流程和出库作业流程进行仿真建模。第69页图2为入库作业流程仿真模型简图。

  

图1 某服装公司仓库布局图

 

表1 仓储作业系统实体设计

  

1.1.3 设置参数

依据传送带与暂存区显示的3位操作员工作数据可知,操作员的空闲时间占全部工作时间的25%,可以理解为由于布局不合理,操作员一直处于来往取货途中,并没有搬货,于是造成了传送带的输入货物量大于输出货物量,由此造成传送带阻塞。一方面,由于操作人员的效率较低,从而导致下游合成器供货不足并影响下游合成器的处理,从而导致整个作业流程减慢;另一方面,从模型运行情况看,由于所有入库的货物全部需要经过分拣传送带,并通过人工搬运以及打包,因此导致传送带出现严重阻塞现象。

柔软的沙滩,深邃的大海,天边泛起了鱼肚白,不远处,果果在踏浪拾贝,我和爸爸坐在毯子上。“是时候和你聊聊果果了。”爸爸说。

  

图2 入库作业流程仿真模型简图

1.2 模型运行结果分析

三是合理设置堆垛机、传送带等实体参数,减少实体的闲置时间与阻塞时间,提高每一个实体的利用率。

1.2.1 入库流程模型运行数据分析

通过分析导出数据,入库区传送带的参数设置基本符合工作要求,但由于所有的入库货物都需要经过分拣传送带,传送带末端的货物是由人工搬运或打包作业的,所以导致与其链接的传送带阻塞时间占比达到18%,数据详情见表2。

1.2.2 入库流程操作员运行数据分析

 

表2 入库作业模型分析报告表 (s)

  

仿真模型中代表货物临时实体流容量是托盘(Pallet),按时间间隔到达。设置暂存区的容量为10Pallet。模型中的距离单位为米,时间单位为秒。出入库处理器共7台,包括入库区的6台合成器和出库区的1台分解器,入库区的6台合成器用于对货物进行组托,并对组托后的货物进行记录;出库处理区有1台分解器,所有分解器每次处理货物的预置时间为8 s。货架区的6台合成器分别连接6段长度为10 m的传送带,速度为2 m/s,它的输出端口是一段115.71 m的分拣传送带,速度为2 m/s,每分钟可分拣60~150件质量为200 kg的货物。

1.2.3 入库流程堆垛机运行数据分析

当运行模型结束后,可以发现3台堆垛机作业效率低下,利用率没有达标,堆垛机的工作时间内存在50%以上的空闲时间。影响堆垛机运行的因素在于它的上游端口,由于堆垛机位于2个货架之间,所以应进一步对货架的运行情况进行分析。

说到这儿,周老相公就拍拍屁股站起身了,说,我不知道我什么也不知道。都什么时辰了,夜饭都好吃了,还在这里乱扯蛋,儿子孙子都扯出来了。

1.2.4 入库流程货架运行数据分析

一是对仓库路线和布局进行改进。合理的仓库路线能使仓储作业流程更加流畅,使每个节点的操作时间更加趋于合理,即可保证仓库作业流程的平衡,减少时间浪费,也能达到降低空闲时间与阻塞率、提高仓储作业流程运行效率的目的。

针对减少爆仓问题的影响、解决临时实体效率、合理配置仓库人员与设备、提高物流服务水平等优化目标,给出了3种优化方法。

1.2.5 存储、出库流程运行数据分析

用同样的运行模型来分析存储和出库作业流程可知,入库、存储、出库作业流程所出现的问题都是相互影响的,其中,入库作业流程中的问题直接影响到存储作业流程堆垛机的运行情况,从而影响了货架的效率,又影响了出库作业流程中叉车的运行作业,从而导致出库作业区传送带的阻塞[1-2]

2 基于Flexsim的物流仓储作业优化

2.1 优化方法

罗曼和凯姆(Lohmnann&Kaim,1999)通过对德国公民的典型调查,来评估各种旅游目的地特征对游客吸引力的影响程度大小。在此过程中他们发现,目的地的自然景观对于游客的吸引力是最重要的影响因素,而天气和生态环境分别排在了第三位和第八位。

通过运行仿真模型,发现货架上货物的最短停留时间为8 s,最长停留时间120 s,可见货架的利用率很低,仅为40%~50%。分析其原因,主要是由于3台堆垛机的单个出库或入库作业居多,按照货物先进先出原则,在陆续达到出库时间之后,货物基本处于存入货架、送离货架两种状态下。

二是对于仓储作业系统中存在的问题节点增加设备或提高员工在该流程部分的工作效率,以减少问题节点的作业时间,减少阻塞时间,提高整体仓储的作业效率。

以入库流程为例。待入库作业模型运行一段时间后看到入库作业区的分拣传送带出现了大量货物堆积的现象。随后分别将暂存区、操作员、传送带和合成器的运行数据导出,并进一步分析。

为了微电影的拍摄,农场专门成立了拍摄小组,我们几个一起去买服装、道具、画报等等。60年代拉绳的旧台灯、毛主席像章、各种红色画报等等都是我们从网上买来的。我们亲手布置拍摄内景:墙上糊满60年代的画报,屋内放了一张床,一张桌子,一把椅子,一盏旧台灯,一叠旧报纸,昏黄的灯光照在一张张发黄的旧画报上,别有一番味道。

优化布局入库作业模型。在进行优化时,保持模型发生器所产生订单的时间间隔、传送带的速度、分解器的加工时间、合成器的预置时间、堆垛机的运行参数,以及货架的最大容量不改变。从原始模型可以得出入库区的人工作业导致了分拣传送带滞留阻塞现象的发生,所以调整分拣传送带的下游传送带长度,取消此流程的人工作业,并删除暂存区,使传送带上的临时实体能够直接抵达合成器,即将临时实体直接由传送带搬运至暂存区,再从暂存区搬运至合成器进行打包,避免了人工搬运造成的阻塞问题。

2.2 模型优化及结果分析

2.2.1 入库作业流程优化分析

1.4 统计学处理 采用IBM SPSS Statistics 22.0进行统计学分析。计量资料均经“K-S检验”检验其正态性,符合正态分布、方差齐的数据行t检验,以表示。定性资料以n(%)表示,行χ2检验。检验水准(α)为0.05。

2.2.2 存储作业流程优化分析

通过对初始模型的分析,可知叉车作业受堆垛机的制约,堆垛机的作业又受诸多流程的影响,所以不更改堆垛机的参数,只将原来的叉车用6段传送带来代替,堆垛机直接将货物搬运到传送带上,再进入分拣传送带。

优化模型流程后,运行结果显示3台平均空闲时间维持在17%,堆垛机的利用率平均提高了36%。

2.2.3 出库作业流程优化分析

出库阶段中分解器的分解时间降低了出库的效率,导致分拣传送带出现了运输阻塞现象。因此,利用增加该分拣传送带输出端口的方式,降低分解器的运行压力,减少分拣传送带阻塞滞留现象。

对模型进行优化后,将货架的空间利用率与未优化之前的数据进行比较,货架的空间利用率由40%提升到了70%,货架的整体利用率提升了30%。

2.2.4 模型优化结果分析

经过优化后,整体模型的阻塞滞留现象得到了很大改善,整体仓储作业流程变得更加流畅。通过建立仿真模型,找出问题的原因所在,并进行了对应优化。通过改变入库作业的仓库布局与作业流程,解决了入库区由于人工搬运造成的传送带阻塞问题。通过用6段传送带来代替原来的叉车,堆垛机可以直接将货物搬运到传送带上,优化了存储区的作业。通过增加出库区出库装卸台数量,也就是增加分解器的数量,加快了货物的装卸速度,提高了出库区的工作效率。最终优化结果基本达到了设定的优化目标[3-5]

3 结束语

笔者围绕仓储作业系统进行实例研究,以提升电商仓库作业系统整体性能为优化目标,运用Flexsim软件作为仿真工具,对某服装公司电商仓库系统的作业流程进行深入研究,通过对仿真模型输出的数据进行结果分析,找出爆仓原因,根据优化目标给出了优化方法。该方法对仓储管理者优化仓储系统的实际决策也起到了一定的理论支持作用。

参考文献:

[1]顾强,董得龙.基于Flesxim软件的仓储物流系统仿真研究[J].自动化与仪器仪表,2017(5):17-20.

[2]吴承健,彭扬.物流系统建模与仿真[M].杭州:浙江大学出版社,2008.

[3]苏辉辉,马向国,刘同娟.Flexsim现代物流系统仿真应用[M].北京:中国发展出版社,2016.

[4]苏保九.基于Flexsim的S快递公司爆仓期仓储配送策略仿真优化[D].青岛:中国海洋大学,2015.

[5]师玮谦.基于Flexsim的J公司生产物流仿真研究[D].厦门:厦门大学,2014.

 
石朱林,孙李军,张敏洁
《科技创新与生产力》2018年第04期文献

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